бесплатно рефераты скачать
  RSS    

Меню

Быстрый поиск

бесплатно рефераты скачать

бесплатно рефераты скачатьДипломная работа: Сравнение некоторых показателей качества питьевой воды в г. Южно-Схалинске

Дипломная работа: Сравнение некоторых показателей качества питьевой воды в г. Южно-Схалинске

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САХАЛИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

ЕСТЕСТВЕННО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

КАФЕДРА БИОЛОГИИ

КАФЕДРА ХИМИИ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

«СРАВНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В РАЗЛИЧНЫХ РАЙОНАХ

ГОРОДА ЮЖНО-САХАЛИНСКА»

Студент V курса, 511 группы,

Специальность «биология

с доп. спец. химия» Талонина Максима Викторовича

Научный руководитель,

к.х.н., доцент кафедры

химия Г.Н. Зарецкая

Рецензент

Допущена к защите: Защита состоялась:

«___»______________2007 г. «___»______________2007г.

Зав. кафедрой химии, Оценка_____________

к.х.н. С.И. Рогожников Председатель ГАК

Южно-Сахалинск 2007


Содержание

Введение

Глава 1. Сравнительный анализ степени токсичности и патогенеза металлов (Обзор литературы)

1.1 Корреляция ряда физических, химических, физико-химических свойств с токсичностью металлов

1.2 Токсичность комплексных соединений металлов

1.3 Сравнительная токсичность металлов в виде катионов-анионов

1.4 Всасывание, транспорт и распределение металлов

1.5 Краткая характеристика патогенеза некоторых металлов

1.5.1 Кадмий

1.5.2 Ртуть

1.5.3 Свинец

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Состояние качества питьевой воды в г.Южно-Сахалинске на начало 2004 года

2.2 Характеристика районов г. Южно-Сахалинска в которых происходило исследование качества питьевой воды

2.3 Отбор проб воды для санитарно-химического исследования. ГОСТ 4979 69 от 1 февраля 2001 года

2.4 Метод инверсионной вольтамперометрии

2.4.1 Приготовление вспомогательных растворов для измерения концентрации ионов металлов в пробах питьевой воды

2.4.2 Подготовка проб питьевой воды

2.4.3 Проверка электрохимической ячейки

2.4.4 Наименование основных операций выполнения измерений массовой концентрации ионов

2.4.5 Обработка результатов измерений

2.4.6 Очистка электродов.

2.5 Определение общей жесткости воды методом комплексонометрического титрования

2.6 Санитарно-гигиеническое нормирование веществ в водной среде

2.7 Расчет индекса загрязнения вод

Глава 3 Определение некоторых показателей качества питьевой воды в различных районах г.Южно-Сахалинска и их сравнительный анализ

3.1 Показатели качества питьевой воды в различных районах г.Южно-Сахалинска представленные в таблицах 7-11

3.2. Сравнительный анализ индекса загрязнения вод в различных районах г.Южно-Сахалинска за период с 2004-2006 г

Заключение

Литература


Введение

«Вода! У тебя нет ни вкуса,

ни цвета, ни запаха, тебя невозможно

описать…

Нельзя сказать, что ты необходима

для жизни, ты сама жизнь…

Ты самое большое богатство в мире».

Антуан де Сент-Экзюпери

Воды, находящиеся на поверхности планеты (материковые и океанические), образуют геологическую оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера находится в тесной связи с другими сферами Земли: литосферой, атмосферой и биосферой. Водные пространства – акватории – занимают значительно большую часть поверхности земного шара по сравнению с сушей. По современным данным, акватория мирового океана составляет 70,8%, однако 95% её сосредоточено в морях и океанах, 4% - во льдах Арктики и Антарктики, 1% составляет пресная вода рек и озёр. Кроме того, большие запасы воды имеются в толще Земли – это так называемые подземные воды.

Вода постоянно находится в движении, перемещаясь с течениями рек и морей, а также испаряясь с поверхности водоёмов и выпадая затем в виде атмосферных осадков. Она аккумулирует тепло, влияет на распределение солнечной энергии на Земле и образование различных по климатическим особенностям районов. Вода водоёмов способна самоочищаться и обеззараживаться. Это сложный физико-химический процесс.

Вода жизненно необходима. Она нужна везде – в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем всё остальное за исключением кислорода. Здоровый человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды – лишь несколько дней.

Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет примерно  массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движение суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела.

При резком сокращении потребления воды человек заболевает, или его организм начинает хуже функционировать. Но вода нужна, конечно, не только для питья: она помогает также содержать человеку в хорошем гигиеническом состоянии своё тело, жилище и среду обитания.

Без воды невозможна личная гигиена, то есть комплекс практических действий и навыков, обеспечивающих защиту организма от болезней и поддерживающих здоровье человека на высоком уровне.

Общеизвестно, что экологические проблемы защиты окружающей среды и охраны здоровья человека в современной России стоят особенно остро. Известно также, что экологический фактор занимает второе место среди прочих, определяющий физиологическое благополучие человека (на первом месте образ жизни, на третьем наследственность). Из выше названного экологического фактора, санитарно-гигиеническое состояние питьевой воды является одним из ключевых.

Нами предпринята попытка оценить качество питьевой воды с помощью высокочувствительного метода инверсионной вольтамперометрии, позволяющего определять содержание ксенобиотиков в сверхмалых концентрациях. В силу специфических особенностей данного метода возможно обнаружение лишь ряда тяжёлых металлов и некоторых неметаллов (As, Se). Не вошёл в эту работу и бактериологический анализ. Всё перечисленное не позволяет сделать оценку вполне объективной.

Кроме измерения массовой концентрации тяжелых металлов в пробах питьевой воды нами, также определена ее общая жесткость.

В ходе статистической обработки использовались данные лаборатории городской СЭС, но мы не имели возможности проверить все предоставленные нам сведения, тем не менее, мы постарались обобщить весь материал и на основании собственной исследовательской работы сделать вывод.

Целью данной работы явилось:

Выяснить, cсоответствует ли питьевая вода г.Южно-Сахалинска общесанитарным нормам, а также изучить динамику изменения индекса загрязнения вод(ИЗВ).

В задачи исследования входило:

1) выяснить степень очистки питьевой воды производимой на водоочистительных сооружениях горводоканала по сравнению с водой на неподведомственной ему территории.

2) на основе полученных данных обозначить меры по повышению качества питьевой воды.

Выражаем глубокую благодарность и признательность коллективам горводоканала и городской СЭС, а также заместителю начальника Сахалинской судебной лаборатории Котлярову Анатолию Емельяновичу, за предоставление данных и оказание помощи для написания этой работы.


Глава 1. Сравнительный анализ степени токсичности и патогенеза металлов (Обзор литературы) 1.1 Корреляция ряда физических, химических, физико-химических свойств с токсичностью металлов

Уже давно, еще в XIX веке, делались попытки связать токсическое действие металлов с отдельными их свойствами. Так, в 1882г. (Лужников, 1999) сопоставляли токсичность солей металлов в опытах на изолированном сердце лягушки и на рыбах. В этих опытах степень токсичности металлов, судя по действующим концентрациям растворов, и их атомные массы расположились в прямой зависимости.

Выяснилось, однако, что строгого соответствия между атомным весом и действующей концентрацией нет. Кроме того, токсичность одних и тех же металлов была неодинаковой в зависимости от объекта действия.Ученые пришли к заключению, что токсичность металлов не строго соответствует их атомному весу даже для металлов одного семейства. Например, палладий токсичнее платины (при сопоставлении действия их солей), цезий менее токсичен, чем рубидий, и т.д. На связь токсичности металлов с их атомным весом и на нарастание силы действия с увеличением атомного веса указывал также французские исследователи 1892г. (Ольгин, 1993).Тем не менее, имеется тенденция к увеличению токсичности с увеличением атомного веса, хотя есть и явные исключения, например бериллий, медь. Последняя для многих клеток много токсичнее, чем такие металлы, как барий, стронций и др., несмотря на меньший атомный вес. Различна и сила действия железа в двух- и трехатомном состоянии, несмотря на одинаковый в обоих случаях атомный вес элемента, что также говорит против преимущественного значения атомного веса для токсичности металлов.

В 1948г. Николаев Е.М. анализируя и суммируя литературные данные о связи ядовитого действия металлов с их атомным весом, не нашел достаточно убедительных доказательств существования общей закономерности увеличения токсичности с ростом атомной массы. Другие авторы видели связь действия металлов с их атомным весом в том, что по мере увеличения последнего в данной группе элементов уменьшается их содержание в животном организме и увеличивается токсичность.Это отмечали В.И.Вернадский и А.И. Войнар. Действительно, токсичность металлов с большой атомной массой, таких, как свинец, ртуть, золото, серебро и др., велика, а наличие их в животном организме либо оспаривается, либо очень невысоко.

В основу классификации элементов и периодической системы легли характеристики, вытекающие из самой природы элемента и его основного, «фундаментального», свойства. Таким свойством является положительный заряд атома.

В научном мире крепло убеждение, что такие показатели, как электроотрицательность, ионный радиус, являются наиболее надежными параметрами в характеристике элементов. Эти же свойства, по мнению многих авторов, могут иметь влияние на биологическую активность металлов или связаны с последней, в частности при образовании ими комплексов в биосредах, так как стабильность комплексов, в свою очередь, является функцией электронных свойств металлов(Мишин, 1985).

Одними из первых группа английских биологов под руководством А. Maзевса в 1904г. сделали попытку связать токсичность металлов с физическими свойствами, иными, чем их атомный вес. Он предположил, что физиологическая активность металла определяется легкостью, с которой он отдает свой электрон, степенью сродства последнего к заряду элемента. Более прочная связь обуславливает малую активность элемента. В качестве физического показателя этой связи А.Maзевс избрал нормальный потенциал. Последний характеризует способность металла переходить в раствор в виде ионов. Нормальный потенциал определяется как разность потенциалов между металлом в напряженном состоянии и раствором, содержащим его ионы при активности, равной единице. Чем отрицательнее нормальный потенциал металла, тем легче этот металл растворяется (Пряшин, 1994).

Связь нормального потенциала металлов с силой их действия А. Maзевс проверял в опытах по изучению влияния растворов хлоридов разных металлов на изолированный нерв и яйца морского ежа. В результате изучения действия 27 металлов автор пришел к заключению, что их токсичность меняется обратно значению нормального потенциала.

В результате своих расследований А. Mазевс предложил эмпирическую формулу для расчета силы действия раствора любой соли, если известна ядовитость раствора какой-нибудь иной соли:

Va = 0.14 Vo (Ea / E o)                                                                           (1.1)

где Vа – искомая концентрация неизвестной соли, вызывающая нужный эффект; Vо эффективная концентрация известной соли; Еа – нормальный потенциал металла неизвестной соли; Ео – нормальный потенциал металла известной соли; 0,14 разница нормальных потенциалов двух последовательных солей.

А. Maзевс также обнаружил обратную зависимость между токсичностью металлов и величиной их атомных объемов. Так как значение нормальных потенциалов и атомных объемов изменяются периодически, то и в токсичности металлов должна отмечаться такая же периодичность.

Соли металлов в растворах могут образовывать ионы, гидраты, комплексы. В свою очередь последние могут вновь диссоциировать, образуя ионы. Поэтому токсичность, прежде всего, может быть связана с действием ионов и со свойствами атомов и ионов металлов, характеризующими их активность, способность вступать в связь с протоплазмой, с отдельными ее компонентами.

В 1949г. М. Сейфритз показал, что действие солей связано с рядом свойств именно ионов (катионов), с некоторыми характеристиками металлов как атомов или ионов. Этими характеристиками, по его данным, были атомный вес, радиус ионов, электроотрицательность, а также степень гидратации ионов. Последняя играет как бы защитную роль, создавая вокруг ионов оболочку, препятствующую реакции с компонентами окружающей среды, но не влияет на токсичность самого металла. Порядок токсичности обратен степени гидратации. Так, литий гидратирован сильно, а цезий мало; последний и более токсичен(Хворин, 1985).

Так как и степень гидратации, и подвижность ионов снижаются с повышением атомного веса, то для более тяжелых элементов эти характеристики имеют меньшее значение.

По мнению М. Сейфритза, наиболее вероятным физическим фактором, с которым связана большая токсичность тяжелых металлов, является электроотрицательность: она может влиять на легкость взаимодействия металла с протоплазмой. В периодической системе элементов электроотрицательность, в общем, увеличивается слева направо в каждом периоде; токсичность связана с электроотрицательностью, и таким образом подтверждается общая тенденция к увеличению ядовитости с увеличением атомного веса. Однако М. Сейфритз считал, что нельзя выделить одно доминирующее свойство, не учитывая влияния других и их взаимную связь. Он также полагал, что отдельные характеристики свойств металлов связаны с их токсическим действием разными путями, например, с селективностью или большим сродством к отдельным химическим группам, таким, как способность многих металлов образовывать ковалентные связи с атомом серы, что определяет механизм действия.

Используя накопленные экспериментальные данные о токсичности металлов, некоторые исследователи сделали попытку установить сравнительную токсичность металлов для теплокровных животных, а также связь между ядовитостью и теми или иными физическими и физико-химическими свойствами металлов и их соединений. Так, У.Левис в 1958г. по степени токсичности для белых мышей разделил металлы на три группы, взяв в качестве критерия дозы, которые вызывают гибель половины животных, взятых в опыт (DL50) при внутрибрюшинном или подкожном введении хлористых солей:

1) Hg, In, Tl, Au, As, Cd, V, Ba.

2) Mn, Co, Cu, Fe, Mo, W, Cs, Sr, U.

3) Ca, Li, K, Sm, Ce, Na, Mg.

Наиболее ядовитыми оказались катионы ртути, индия, кадмия, меди, таллия т.е. те же металлы, что и для организмов, обитающих в водной среде, или для плесеней (Юрьева, 1998).

Сопоставляя порядок токсичности металлов с их положением в периодической системе элементов, (Ярцев, 1988) Ж.Биенвьену и соавторы в 1963г. сделали заключение о периодических изменениях токсичности металлов, связанных с положением последних в этой системе.

1.2 Токсичность комплексных соединений металлов

Не обнаружено сколько-нибудь значительной корреляции между токсичностью солей металлов и их растворимостью. Однако установлено, что способность к комплексообразованию в известной степени характеризует поведение катионов в биологических средах.

Зависимость токсичности хлористых солей от стабильности комплексов металлов отмечал также Г. Рольф-Диетер в 1962г. Токсичность солей в его опытах нарастала в порядке:Mo>Fe>Co>Zn>Ni>Cu а стабильность комплексов этих металлов: Mo < Fe < Co < Zn < Ni < Cu.

Константы стабильности металлов с разными лигандами в биологических субстратах коррелируют в известной мере с константой стабильности металлов с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА). Это было показано для хелатов и комплексов двухвалентных металлов с аспаргиновой кислотой, глицилглицином, триптофаном, аланином и др. Так, например, порядок стабильности комплексов металлов с ЭДТА таков: Fe > Ga > Cu > Ni > Pb > Y > Cd > Co > Mn > Ca, а порядок стабильности их комплексов с аминокислотами следующий: Hg > Cu > Ni > Pb > Zn > Co > Cd > Mn > Ca. Прочность комплексов металлов с ЭДТА всегда больше, чем стабильность комплексов тех же металлов с такими комплексонами организма, как белки, аминокислоты, карбоновые кислоты, липиды. Поэтому, допустимо переносить закономерности, касающиеся корреляции между токсичностью катионов металлов и константой стабильности их хелатов с ЭДТА, также и на стабильность комплексов металлов с рядом других лигандов, возникающих в биологических средах, в живых объектах. (Левина , 1982).

Для осуществления токсического действия имеют большое значение растворимость, определенная избирательность накопления и действия, степень «сродства» металла к той или иной функциональной группе клеток, к имеющимся в последних химических группировках и т.д.

Однако при достаточной дозе введенного металла большое количество катионов поступает в циркуляцию и распределяется по всему организму, вступает в контакт со всеми тканями, нарушая их нормальную функцию, чем обусловливается токсический и летальный эффект. При этом важное значение может иметь как быстрота, так и прочность образующихся в биологических средах комплексов металлов. Поэтому, видимо, острая токсичность и оказывается коррелирующей со стабильностью комплексов металлов с ЭДТА или липидами и др., со степенью нерастворимости сульфидов металлов. Степень прочности комплексов металлов с ЭДТА в свою очередь коррелирует со способностью металлов образовывать комплексы с такими биологически важными образованиями, как белки, ферменты, субстраты клеточных оболочек. Токсичность таких сильных ядов, как ртуть, кадмий, индий, линейно возрастает с увеличением их константы стабильности в комплексах с ЭДТА, а также с прочностью их сульфидов. Эти металлы образуют с атомами серы более прочные соединения, чем ионы биометаллов. Они блокируют активные центры ферментов и выключают их из управления метаболизмом. Тяжелые металлы часто называют тиоловыми ядами.

Стабильность комплексов коррелирует линейно с потенциалом ионизации и поэтому может влиять на степень взаимодействия катионов с биологическим субстратом. Связана со стабильностью комплексов и электроотрицательность, которая является мерой реакции ионов металлов с элементами клеточной мембраны. Этим может быть объяснена корреляция токсичности с электроотрицательностью. Но электроотрицательность и потенциал ионизации в свою очередь связаны с положением элемента в периодической системе, со строением электронной оболочки. Так, первичный потенциал ионизации уменьшается по мере увеличения атомного номера элемента в своей группе. В свою очередь, потенциал ионизации и атомные радиусы связаны между собой: как правило, потенциал уменьшается при увеличении атомного радиуса (легче происходит отрыв внешнего электрона).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6


Новости

Быстрый поиск

Группа вКонтакте: новости

Пока нет

Новости в Twitter и Facebook

  бесплатно рефераты скачать              бесплатно рефераты скачать

Новости

бесплатно рефераты скачать

© 2010.